Screw press menekan energi hingga ~20 Wh per kg dry solids (DS), sementara centrifuge butuh ~200–250 Wh/kg DS untuk selisih kekeringan hanya beberapa poin. Geotextile bag bisa mencapai ~30% padatan dalam sepekan, dan ~40–60% dengan polimer—tetapi perlu area dan waktu pengeringan.
Ini persoalan sederhana yang menentukan biaya harian budidaya: seberapa kering lumpur bisa dibuat, seberapa cepat, dan berapa ongkosnya. Di budidaya sistem resirkulasi RAS (recirculating aquaculture system; instalasi budidaya yang mendaur ulang air), pilihan teknologi dewatering—geotextile bag, screw press, atau centrifuge—datang dengan trade‑off yang nyata antara kinerja, energi, dan capex.
Data terbaru menunjukkan gap yang tajam: screw press mengonsumsi sekitar ~20 Wh per kg DS (dry solids; fraksi padatan kering), kira‑kira 10× lebih hemat daripada centrifuge tipikal ≥200 Wh/kg DS untuk gain kekeringan yang hanya 1–2 poin (contoh 2%→18% dengan screw vs 2%→20% dengan centrifuge) (MIVALT).
Di sisi lain, geotextile bag (geobag) yang pasif menawarkan biaya awal sangat rendah, mengandalkan gravitasi dan evaporasi. Dalam iklim tropis seperti Indonesia, evaporasi yang tinggi mempercepat pengeringan, namun throughput per area tetap rendah dan durasi proses hitungan hari–pekan.
Binder & Coating Pakan Akuakultur: Pelet Utuh FCR Turun di Kolam Cepat
Kinerja geotextile bag
Geotextile bag adalah solusi low‑tech berbahan polipropilena anyaman, diletakkan di atas liner; lumpur/efluen RAS dipompa masuk, air merembes keluar melalui pori kain secara gravitasi dan evaporasi. Uji demopilot akuakultur menaikkan kandungan padatan hingga ~30% “cake” dalam ±1 minggu (Global Seafood).
Pada skala bangku untuk sludge municipal, tabung nonwoven mencapai ~60% padatan setelah 7 hari—bahkan lebih tinggi jika dibiarkan lebih lama (MDPI Sustainability). Praktiknya, sistem geotextile lazimnya mencapai >20–30% total solids (TS; total padatan). Padatan sangat kering (>60%) mungkin, tetapi butuh masa curing lebih panjang.
Kelebihan geobag adalah biaya unit yang sangat murah (tiap bag ~puluhan–ratusan USD) dan kebutuhan energi nyaris nol (Global Seafood). Penggelaran fleksibel (bahkan mobile), perawatan minimal, dan membantu mencegah bau/limpasan. Kekurangannya: perlu dikosongkan/diganti saat penuh, butuh area lahan signifikan, laju dewatering bergantung cuaca (hujan memperlambat, panas mempercepat). Di iklim tropis seperti Indonesia, evaporasi dapat secara signifikan meningkatkan pengeringan. Uji lain dengan biofloc (mikroba tanah terkultur) di dalam bag mencapai 20–30% padatan dalam ~5–7 hari (Global Seafood).
Penambahan flocculant (polimer dewatering; bahan penggumpal) meningkatkan performa: dosis ≈1,7 mg polimer kering per gram TS menggandakan efisiensi; nonwoven bag mencapai ~60% padatan dengan polimer, dibanding ~40% tanpa polimer (MDPI Sustainability) (MDPI Sustainability). Bahkan dosis kecil 0,5–2 mg/g TS sudah memberi peningkatan bermakna. Di banyak efluen akuakultur, jar test menemukan kisaran optimum sekitar ca. 15–25 mg/L (ResearchGate), yang pada 20 mg/L—dengan asumsi ~50× pengenceran padatan—setara ~1–2 mg polimer per g TS, sesuai optimum uji bangku.
Dalam praktik, polimer kationik bermuatan tinggi seperti polyacrylamide membentuk flok lebih padat yang “mengunci” kue di dalam bag. Hasilnya, geobag dengan polimer konsisten menghasilkan ~40–60% cake solids (MDPI Sustainability) (MDPI Sustainability)—dan jika disimpan, pengeringan evaporatif bisa >90%—dibanding ~20–30% tanpa pengkondisian (Global Seafood). Untuk pasokan polimer yang presisi, unit seperti dosing pump lazim dipasangkan dengan sistem flocculants.
Screw press: kinerja dan energi
Screw press (atau auger press) memeras lumpur melalui screen silindris menggunakan ulir helikal berkecepatan rendah; material didorong ke “nozzle” yang menyempit sehingga air bebas terperah keluar dan kue kontinu terbentuk. Unit modern menangani beban beberapa hingga puluhan m³/jam secara kontinu dan kompak untuk operasi 24/7. Lumpur hasil backwash dari microscreen (mis. automatic screen) sering kali menjadi umpan screw press di RAS dan kolam.
Soal kekeringan kue, rentangnya ~20–30% DS. Batas praktisnya sekitar 30% DS; sludge tercerna/terstabilisasi umumnya mentok ~25% DS (MDPI Processes). Studi “volute” screw press menaikkan sludge 2% DS menjadi ~18–20% DS (MIVALT). Kasus WWTP lain menunjukkan ~20–25% DS setelah mengganti belt press lama (13% DS) dengan screw press modern—“dalam hitungan menit” saat start‑up (WWD Magazine).
Secara heuristik, screw menambah ~15–18 poin persentase dari sludge mentah (contoh 2%→18%) (MIVALT) (WWD Magazine), dan hanya terpaut ~1–2 poin DS dari centrifuge pada umpan serupa (contoh 2%→18% vs 2%→20%) (MIVALT).
Keunggulan utama: energi rendah ~20 Wh per kg DS—sekitar 10× lebih hemat dari centrifuge ≥200 Wh/kg (MIVALT). Polimer (cationic PAM; 15–30 mg/L) nyaris wajib: tanpa polimer partikel halus lolos screen; dengan polimer, throughput dan kekeringan kue naik 5–10 poin. Umur pakai panjang dan perawatan sederhana: operasi lambat membuat unit robust; jam operasi ~10–15 ribu jam (~10–15 tahun) dengan servis minor, suku cadang dapat diganti di lokasi (MIVALT). Footprint kecil, kebisingan 60–70 dB, dan biaya modal kategori “puluhan ribu USD” untuk kapasitas kecil ~0,5–1 m³/jam.
Centrifuge decanter: kinerja dan biaya
Decanter centrifuge berputar ~2000–5000 rpm (revolutions per minute; putaran per menit) untuk memisahkan padatan melalui gaya sentrifugal. Unit ini kontinu dan sangat kompak, serta sering memberikan kue paling kering di banyak jenis sludge: ~25–30% DS untuk sludge biologis, bisa >30% (kadang 35–45%) untuk sludge industri; EPA menggambarkan konsistensi kue dari “custard” hingga tanah lembap (EPA). Untuk sludge akuakultur, data publik memang terbatas, tetapi unit industri RAS sering dipasarkan menghasilkan ~20–30% kue. Pengalaman lapangan menyiratkan centrifuge bisa unggul beberapa poin atas screw (contoh 20% vs 18% DS; lihat contoh di MIVALT).
Biaya operasinya tinggi: energi ~200–250 Wh/kg DS lazim, bahkan model “hemat energi” masih ~60–80 Wh/kg—yakni ~3–10× screw press untuk kenaikan kekeringan yang kecil (MIVALT). Perawatan berat: bearing dan komponen aus diganti tahunan/dwitaunan, sering butuh teardown di bengkel khusus; kebisingan 100–120 dB memaksa penempatan jauh dari area berpenghuni (MIVALT).
Capex tinggi: unit berkapasitas ~750 lb (340 kg) padatan per hari (≈150 kg/jam) diperkirakan US$215 ribu untuk peralatannya pada tahun 2000; pemasangan + sistem injeksi polimer + bangunan pelindung mendekati ~US$650 ribu (EPA). Unit kecil saat ini pun umumnya jauh di atas US$100 ribu. O&M (listrik+polimer+tenaga kerja) tercatat US$65–209 per ton padatan kering (EPA). Nilai tambahnya: centrifuge merecovery hampir semua cairan bebas, memangkas biaya pembuangan cairan.
Polimer dewatering khusus (flocculants)
Semua metode mekanis bergantung pada pengkondisian kimia. “Dewatering polymers” lazimnya kopolimer akrilamida kationik dengan berat molekul tinggi yang menjembatani partikel halus menjadi flok (agregat) yang mudah mengendap/tersaring.
Dosis & jenis: di sludge akuakultur, jar test berulang menunjukkan dosis optimum sekitar 10–30 mg/L (ResearchGate). Satu studi RAS mencapai ~99% penangkapan TSS (total suspended solids; padatan tersuspensi total) dari backwash microscreen pada 15–20 mg/L polimer (ResearchGate). Ini kurang lebih setara ~1–2 mg polimer per gram padatan lumpur (asumsi ~1–2% TS). Overdosing (>50 mg/L) memecah flok dan boros. Baik polimer sintetis (polyacrylamides, polyDADMAC) maupun alami (chitosan) bekerja, namun praktiknya RAS banyak memakai kationik sintetis.
Dampak: polimer menurunkan viskositas, meningkatkan filterability, dan menambah beberapa poin kekeringan kue dengan menangkap air koloid. Dosis ~20 mg/L menurunkan kekeruhan akhir menjadi ~10–17 mg/L (~99% penangkapan), dengan ongkos hanya beberapa dolar per ton pakan (ResearchGate). Uji lapangan screw press lain menunjukkan tanpa polimer segar hanya ~13% DS; setelah optimasi dosis & hardware menjadi 20–25% DS (WWD Magazine). Di tabung geotextile, polimer mempercepat dewatering 30–50% dan menaikkan DS akhir (MDPI Sustainability).
Biaya: polimer sekitar US$1–3/kg. Pada 20 mg/L (20 g/m³), biayanya ~US$0,02–0,06 per m³ air. Estimasi lain: ~US$4,4–13 per ton pakan pada dosis 15–20 mg/L (ResearchGate). Basis per ton padatan kering, biaya kondisioning ~US$12 (sludge “mudah”) hingga US$80 (sludge “sulit”) per dry ton (EPA). Catatan praktis: dibutuhkan mixing baik dan kadang koreksi pH; overdosis merusak dewaterability; underdosis membuat lumpur gumpal. Banyak unit modern menambahkan “polymer unit” otomatis; MIVALT menekankan dosis polimer sebagai faktor kunci dalam final DR (MIVALT). Pengumpan proporsional bisa diintegrasikan dari tahap pemisahan fisik menuju dewatering.
Pakan On-Demand Tambak Udang: Sensor Akustik, Kamera AI, ROI Realistis
Analisis biaya–manfaat untuk pembelian
Untuk manajer pembelian, titik bandingnya adalah kapasitas, kekeringan kue, capex–O&M, dan kepatuhan. Geotextile bag menawarkan capex terendah (bag ~US$100–500 per unit, pompa ~$), energi nyaris nol, perawatan minimal—namun butuh lahan dan waktu (hari–pekan per batch) serta tenaga untuk menangani bag penuh. Screw press berada di tengah: capex ~US$50–150 ribu untuk unit menengah, energi ≈20 Wh/kg DS (MIVALT), tenaga kerja rendah, proses kontinu beberapa m³/jam dan menghasilkan ~20–25% DS dengan cepat. Centrifuge memiliki capex dan energi tertinggi (≥US$200 ribu untuk unit kecil, EPA)—tetapi throughput per satuan waktu juga tinggi.
Perhitungan kuantitatif: misal sebuah farm menghasilkan 1 ton/hari lumpur basah (20% TS; 200 kg padatan kering). Screw press dapat memusatkan hingga ~40 kg “dry solids cake” per hari (pada 25% DS), memangkas volume dari 1000 L menjadi 160 L. Konsumsi energi ~200 Wh/kg × 40 kg ≈ 8 kWh/hari. Centrifuge mungkin mencapai DS ~20% lebih tinggi (katakan 30%) untuk menghasilkan 67 kg cake, namun memakan ~10× energi (~80 kWh/hari) dan polimer lebih banyak. Geobag membutuhkan ~3–5 bag per minggu untuk menampung 200 kg DS yang sama (masing‑masing pada 30%), dengan daya nyaris nol namun waktu operasi lebih banyak.
Angka EPA memberi konteks: centrifuge ~340 kg padatan/hari berharga ~US$215 ribu (alat) dan total terpasang mendekati ~US$650 ribu; O&M ~US$65–209 per ton DS (EPA; EPA). Dibanding screw press (puluhan ribu USD, daya 10× lebih rendah), payback penghematan energi biasanya singkat (MIVALT). Semua metode memangkas biaya angkut/pembuangan, paling maksimal pada centrifuge dan geobag yang hampir tidak melepas air bebas.
Driver eksternal mempercepat adopsi: standar efluen yang lebih ketat (misalnya aturan efluen kolam baru di Indonesia) dan faktor “social license” mendorong investasi. Pasar manajemen lumpur akuakultur global diperkirakan ~US$2,0 miliar pada 2024 dengan pertumbuhan ~7% per tahun (GrowthMarketReports). Ringkasnya, screw press sering jadi “sweet spot”: capex moderat + energi rendah + kekeringan kue cukup; geotextile amat murah dan cocok musiman/darurat; centrifuge, meski mahal, unggul saat ruang sangat terbatas dan kekeringan tertinggi dibutuhkan. Penggunaan polimer yang dioptimasi menambah kekeringan kue beberapa poin dengan biaya tambahan kecil (ResearchGate).
Ringkasan data kunci
Kekeringan kue yang lazim: ~30% untuk geotextile bag (Global Seafood), ~20–25% untuk screw press (MIVALT; WWD Magazine), dan ~20–30% untuk centrifuge. Energi per kg padatan: ~20 Wh (screw press) vs ~200 Wh (centrifuge) (MIVALT). Dosis polimer ~15–20 mg/L (menyumbang ~US$5–10/ton pakan) memberi ~99% penangkapan TSS (ResearchGate). Investasi modal: dari <US$1 ribu per bag hingga >US$200 ribu untuk centrifuge kecil (EPA; WWD Magazine).
Cegah Kematian Ikan: Biofilter Nitrifikasi + Zeolit Pengikat Amonia
Referensi dan tautan sumber
Ebeling dkk., Responsible Seafood Advocate (2011) – uji lapangan geotextile bag (30% DS <1 minggu): Global Seafood.
Aparicio dkk., Sustainability (2020) – studi tabung geotextile (maks ~60% DS dengan polimer): MDPI Sustainability; MDPI Sustainability.
Senfter dkk., Processes (2023) – kinerja screw press (≲30% DS): MDPI Processes.
MIVALT (2023) – perbandingan screw vs centrifuge: energi 20 vs 200 Wh/kg, DS 18% vs 20%: MIVALT; contoh 2%→18% vs 2%→20%: MIVALT.
EPA Biosolids Fact Sheet (2000) – capex/O&M centrifuge: ~US$215 ribu (340 kg/hari), US$65–209/ton DS: EPA; EPA.
WWD Magazine (2024) – studi kasus: screw press baru menghasilkan mid‑20% DS vs belt 13%: WWD Magazine.
Ebeling dkk., Aquacultural Engineering (2005) – jar test flocculant: 15–20 mg/L → ~99% TSS capture, ~US$4–13/ton pakan: ResearchGate.
GrowthMarketReports (2024) – pasar manajemen lumpur akuakultur ≈US$2,0 miliar (2024), 7,4% CAGR: GrowthMarketReports.
